EMP lă một trong câc nguồn dữ liệu cơ bản đầu tiín của câc cơng ty điện lực. Nĩ cung cấp dữ liệu cho câc bộ phận kinh doanh, bao gồm thơng tin cho câc hoạt động như lập kế hoạch, thanh tôn hĩa đơn vă thương mại. EMP cũng cung cấp dữ liệu cho câc cơng ty điện lực khâc vă cho câc thị trường điện (power pool).
Hình Trăo lưu dữ liệu từ EMS trình băy một số kết nối quan trọng
giữa EMP vă câc bộ phận kinh doanh của cơng ty. Độ đậm nhạt của của câc đường mũi tín tương ứng với số lượng dữ liệu trao đổi giữa EMP vă mỗi bộ phận.
Hình 3.4 Trăo lưu dữ liệu từ EMS
Nguồn dữ liệu chính cho EMP đầu tiín phải kể đến lă dữ liệu đầu văo từ câc thiết bị vật lý ở cơng trường. Dữ liệu năy được thu thập liín tục từ RTU được đặt ở câc trạm vă câc nhă mây.
Câc nguồn dữ liệu chính khâc lă từ câc nơi khâc hay từ câc cơng ty điện lực khâc. Ví dụ, một cơng ty phât sẽ thu tập tất cả câc thơng tin về trăo lưu cơng suất từ câc câc cơng ty truyền tải mă kết nối với câc mây phât. EMP cịn cĩ thể được cấu hình để kết nối theo phđn cấp với một văi hệ thống SCADA cung cấp cho một trung tđm điều độ miền hay trung tđm điều độ quốc gia.
Trading
Operations Billing
EMP 2.1 (EMS main site)
RTUs
Planning
thu thập thơng tin vă cung cấp dữ liệu cho việc thanh tôn tiền điện trín đường dđy, ở phụ tải cho câc phịng kế hoạch.
Những người vận hănh hệ thống sử dụng dữ liệu EMP một câch rộng rêi. Thơng thường, hệ thống được những kỹ sư vận hănh giâm sât 24 giờ trong một ngăy, 7 ngăy trong một tuần.
Khả năng mua bân phât vă truyền tải, theo thương mại, lă một phần của lĩnh vực họat động, nhưng nĩ được tâch ra khỏi câc bộ phận khâc (như hình trín) lă vì sự quan trọng của bộ phận năy khơng ngừng gia tăng trong câc thị trường khơng được điều phối.
1.4.2. Trăo lưu dữ liệu bín ngoăi EMP
EMP cung cấp câc kết nối cho trăo lưu dữ liệu từ EMS đến câc hệ thống ngoăi EMP. Hình câc kết nối dùng cho trăo lưu dữ liệu từ EMS cho thấy câc câch tiíu biểu để dữ liệu được chuyển từ EMP đến câc bộ phận khâc hay câc bộ phận kinh doanh của cơng ty.
Hình 4.5 Câc kết nối dùng cho trăo lưu dữ liệu từ EMS
Trading Planning Operations Billing DDE Applications and Utilities UI HABITAT ftp HABConnect Operating System OAG HIS Specific protocols
(phone line / radio links)
Intersite protocols ICCP (WAN) Oracle CFE Xwindow
Full Graphics workstations, NT workstations, UNIX computers & PCs
Trading Planning Operations Xserver Trading Planning Operations Billing SQL Planning Operations Billing File system Excel Word Access Windows Application SQLNET
lă “ảnh” (snapshot) của tình trạng hiện tại bín trong ranh giới của nĩ. Dữ liệu quâ khứ vă dữ liệu tương lai được một số ứng dụng dùng đến, nhưng hầu hết câc ứng dụng chỉ hoạt động dựa trín câc dữ liệu hiện tại.
Ngoăi câc kết nối trình băy ở hình trín cịn cĩ câc kết nối cĩ thể chọn sau đđy:
Câc trạm lăm việc dùng đồ họa (Full Graphics Workstations) lă kết nối với EMP để xem dữ liệu thời gian thực đầu tiín cần kể đến. Gần như tất cả dữ liệu bín trong EMP đều cĩ thể truy cập bằng câc măn hình đồ họa (graphics displays). Dùng câc quyền (permision) thích hợp cĩ thể xem hay thay đổi dữ liệu trín từng console.
A Dynamic Data Exchange Link (DDL) được HABConnect cấp văo trong câc ứng dụng của console hay văo một kết nối với câc trình ghi cơ sở dữ liệu quan hệ (relational-database-recording). Vì vậy, một tổ chức ngoăi cĩ thể đưa dữ liệu trực tiếp ra bảng tính hay SQL truy vấn dữ liệu ra cơ sở dữ liệu quan hệ để lấy câc thơng tin quan khứ cần quan tđm.
File Transfer Protocol (ftp) dùng để gửi dữ liệu bằng TCP/IP. Remote copy (rcp), Trivial File Transfer Protocol (tftp) hay câc kỹ thuật chuyển file khâc cũng cĩ thể được sử dụng trong hệ thống nhưng tất cả sẽ được xem như ftp.
Bất kỳ phương tiện thơng tin (đường dđy điện thoại, kết nối vơ tuyến, v.v.) cĩ thể được dùng để nối với câc RTU, vă đưa luồng dữ liệu liín tục từ RTU đến EMP vă ngược lại. Phương tiện thích hợp nhất sẽ được chọn dựa văo câc yíu cầu cụ thể vă câc điều kiện tại chỗ.
Mạng WAN cĩ thể gửi dữ liệu dùng một số câc giao thức mức cao, bao gồm:
o Inter-Company Communication Protocol (ICCP) lă tiíu chuẩn nổi bật cho việc trao đổi dữ liệu giữa câc hệ thống EMS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o Inter-Site Data (ISD) lă giao thức đơn giản vă hiệu quả để trao đổi dữ liệu giữa câc hệ thống EMP.
trong EMP. Hình trăo lưu dữ liệu giữa câc hệ thống con trình băy một câch đơn giản ở mức độ cao của trăo lưu dữ liệu bín trong EMP
R T U s G e n e r a t o r s P o w e r L i n e s F u l l G r a p h i c s D i s p l a y S u b s y s t e m S u p p o r t S e r v i c e s S C A D A P o w e r A p p l i c a t i o n s H d b D a t a b a s e s R e p l i c a t e d D a t a b a s e s H d b D a t a b a s e s H d b D a t a b a s e s
Hình 4.6 Trăo lưu dữ liệu giữa câc hệ thống con
Dùng câc ứng dụng hệ thống điện để lăm ví dụ, câc bước sau đđy mơ tả trăo lưu dữ liệu tiíu biểu cho một ứng dụng:
1) Dữ liệu ban đầu được Hdb clone cấp theo Hdb API.
2) Trong quâ trình xử lý, SCADA cung cấp dữ liệu trạng thâi hệ thống, trong khi câc tiện ích dịch vụ được sử dụng cho việc kết nối giữa câc tiến trình vă cho việc ghi lại những thơng tin vă cho cảnh bâo.
3) Sau khi tiến trình xử lý chính kết thúc, Hdb API viết kết quả văo Hdb clone để hiển thị lín câc display bằng hệ thống đồ hoạ Full Graphics. Một số kết quả được chuyển qua hệ thống con
được ghi văo cơ sở dữ liệu dự phịng trín mây chủ thứ hai.
Hệ thống con SCADA cĩ trăo lưu dữ liệu toăn diện tương tự như câc hệ thống con về hệ thống điện, với câc kết nối với dữ liệu từ cơng trường. Dữ liệu trạng thâi SCADA từ cơng trường được ghi văo hệ thống từ vă SCADA xuất câc dữ liệu điều khiển như thay đổi trạng thâi mây cắt vă mức cơng suất phât. Sau khi xử lý, dữ liệu SCADA được ghi trở lại Hdb vă câc Display dùng để hiển thị kết quả.
Mơ hình trăo lưu dữ liệu đối với hệ thống câc tiện ích hổ trợ tương tự như của SCADA vă của câc ứng dụng hệ thống điện.
2. TỔNG QUAN VỀ HABITAT
2.1 Giới thiệu
HABITAT lă “trâi tim” của EMP cung cấp 1 mơi trường phần mềm nhanh vă linh hoạt cho câc hệ thống điều khiển thời gian thực. Hệ thống dữ liệu thường trú trín bộ nhớ (memory-resident database) của HABITAT cho phĩp nĩ hổ trợ câc cơ sở dữ liệu lớn với hăng chục ngăn câc giâ trị đo lường được quĩt theo chu kỳ từ một đến 10 giđy. Hệ thống giao diện người dùng cập nhật liín tục câc dữ liệu trín câc măn hình của của người vận hănh với chu kỳ cập nhật như chu kỳ quĩt dữ liệu. Ngoăi ra hệ thống giao diện người dùng của HABITAT cịn cung cấp câc măn hình hiển thị toăn bộ hệ thống vă nhiều măn hình hiển thị dữ liệu dạng bảng khâc.
Nhiều tiện ích rất chuyín dụng khâc trong HABIATAT cung cấp câc chức năng của hệ thống điều khiển, đảm sự vận hănh liín tục của hệ thống. Câc tiện ích năy nhđn bản cơ sở dữ liệu, quản lý câc tăi nguyín dự phịng, giâm sât lỗi hệ thống phần cứng vă phần mềm, phât câc cảnh bâo đến người vận hănh.
HABITAT cung cấp 1 mơi trường cơ sở cho những người lập trình phât triển ứng dụng cũng như cho câc ứng dụng thời gian thực được xđy dựng bởi những người lập trình. Nĩ cho phĩp câc người lập trình tích hợp câc ứng dụng mới văo hệ thống mă khơng cần thay đổi câc phần mềm ứng dụng cũ vă phần mềm hệ thống hiện tại.
2.2 Cấu trúc của HABITAT
Hệ thống điều khiển dự trín HABITAT cĩ 3 lớp : hệ điều hănh, HABITAT vă lớp hệ thống điều khiển như Hình Câc lớp ứng dụng trong HABITAT.
Hình 4.7 Câc lớp ứng dụng trong HABITAT
2.2.1. Khả năng di động(Portability):
Câc ứng dụng hệ thống điều khiển cĩ thể di động khi được lớp hô. Tính di động cũng sẵn săng dùng trong hệ thời gian thực vă phât triển trong câc hệ điều hănh Windows NT, Open VMS, Compaq TRU 64 Unix .Tính di động để bảo vệ trở lại hệ điều hănh khi quâ hạn. Câc cơ sở dữ liệu giao diện người dùng cĩ thể được di động trong HABITAT vă EMP cho nín hệ điều hănh vẫn được thay đổi khi khơng tìm ra được hệ điều hănh mới.
Việc phđn lớp cho phĩp câc ứng dụng của hệ thống điều khiển cĩ thể lưu động. Tính lưu động (portability) ở đđy cĩ nghĩa lă sẵn săng cho việc sử dụng vă phât triển câc ứng dụng trong câc hệ điều hănh OpenVMS, Compaq Tru64 UNIX vă Windows NT. Tính lưu động bảo đảm cho câc ứng dụng khơng bị lỗi do sự lỗi thời của câc hệ điều hănh. Cơ sở dữ liệu, giao diện người dùng, vă câc ứng dụng lưư động trong HABITAT vă EMP cho nín cĩ thể thay đổi hệ điều hănh mă khơng ảnh hưởng gì đến hệ thống điều khiển. SCADA Application Network Application Historical DATA Application DTS Application Inter center Application Generation Application HABITAT OPERATING SYSTEM
câc ứng dụng trín một hệ điều hănh, như Visual Studio trong Windows NT, vă triển khai chúng trín một hệ điều hănh khâc. Thơng qua câc API khơng phụ thuộc văo hệ điều hănh, HABITAT đạt được điều năy bằng câch cung cấp tất cả câc hổ trợ cần thiết cho ứng dụng thời gian thực, bao gồm cả những hỗ trợ mă thiết lập trực tiếp từ hệ điều hănh. Điều năy cho phĩp câc ứng dụng được phât triển mă khơng cần biết chúng sẽ được chạy trín hệ điều hănh năo.
2.2.2. Multiple HABITAT vă Multiple Database :
Hệ thống HABITAT thiết kế để cĩ nhiều hơn 1 HABITAT được căi đặt trong 1 mây. Câc thănh phần của HABITAT dùng một tín nhĩm chung. Mục đích của việc năy tạo được sự dễ dăng cho người dùng riíng biệt từ câc hệ thống khâc nhau.
Hdb lă tín hệ thống cơ sở của cơ sở dữ liệu bín trong HABITAT. Thực ra cĩ nhiều cơ sở dữ liệu chứ khơng phải lă một cơ sở dữ liệu đơn lẻ vă đồ sộ ở HABITAT. Giải phâp năy năy lă rất hữu ích vì nĩ cho phĩp module hô vă tạo sự dễ dăng để phât triển câc ứng dụng mă khơng quan tđm đến những va chạm với câc ứng dụng đê cĩ vă cơ sở dữ liệu hiện cĩ của nĩ.
2.2.3. Thiết lập HABITAT cho mơi trường hệ thống điều khiển
HABITAT cĩ thể được xđy dựng cho mơi trường hệ thống điều khiển sử dụng câc cơng cụ quen thuộc như C++ vă Fortran 90.
2.2.4. Câc mơi trường HABITAT :
Cĩ hai mơi trường HABITAT : Mơi trường thời gian thực vă mơi trường phât triển. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mơi trường thời gian thực bao gồm câc chương trình, câc cơ sở dữ liệu vă câc ứng dụng giao diện người dùng được cung cấp cùng với HABITAT. Nĩ cũng bao gồm câc ứng dụng điều khiển hệ thống tạo nín hệ thống điều khiển EMS. HABITAT được dùng như lă mơi trường thời gian thực để chạy một EMS hay một DTS.
Mơi trường phât triển dùng để tạo câc chương trình truy cập cơ sở dữ liệu HABITAT vă giao tiếp với câc chương trình khâc cũng như giao tiếp với cơng cụ đồ họa Rapport. Nĩ cũng được
bằng đồ hoạ.
Sự hoạt động ở mỗi mơi trường vă câc nguyín tắc quan hệ giữa câc thănh phần của một HABITAT được trình băy như sau :
Hình 4.8 Tổng quan về HABITAT
3. CÂC HỆ THỐNG HABITAT CƠ SỞ :
Câc hệ thống HABITAT cơ sở được thiết kế đặc biệt để hỗ trợ câc ứng dụng phât triển hệ thống điều khiển thời gian thực địi hỏi sự sẵn săng cao. Câc hệ thống cơ sở đĩ
R u n - t i m e E n v i r o n m e n t D a t a b a s e M a n a g e m e n t R a p p o r t D i s p l a y B u i l d e r U s e r I n t e r f a c e D e v e l o p m e n t E n v i r o n m e n t S a v e c a s e s R ap p o rt -F G ( st at io n ) H d b C o p y d a t a C o n t r o l S y s t e m S p e c i f i c A p p l i c a t i o n E x e c u t a b l e s P r o g r a m m i n g D e v e l o p m e n t E n v i r o n m e n t S o u r c e C o d e M e s s a g e S e t s C o m p i l e r L in k e r E S C A T O O L S R u n - t im e l i b r a r i e s ( A P I s ) H d b C l o n e r C lo n e S c h e m a F i l e s I n c l u d e F i l e s H d b F o r m a t t e r D a t a b a s e D e f i n it io n F i l e s W in d o w s N T D o c u m e n t a t i o n C o m p i l e r P r o d u c t D o c u m e n t a t i o n D i s p l a y C o m p i le r D i s p l a y D e f i n i t i o n T e x t F i l e s D a t a b a s e s H A B I T A T s u p p l i e d a p p l i c a t i o n s f o r p r o c e s s m a n a g e m e n t , h i g h a v a i l a b i l i t y , a l a r m i n g , c o m m u n i c a t i o n s , e t c . O n l i n e H e l p f i l e s C o m p i l e d E l e m e n t a n d D i s p l a y S e t s